(57)【要約】【課題】  シンボルタイミングを高い確率で検出することができる無線通信システムを提供する。【解決手段】  受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、該タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有する。【選択図】    図１
2006352575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、
複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
該タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、
受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、
複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、
前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、
前記第１、第２の複数のシンボルタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、
受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、
前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、
前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
前記復調回路は、各受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路およびまたは前記複数系統信号合成回路からの出力に対して受信処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
無線回線を介して無線通信を行う１つ、または複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、
複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
該タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システムの受信局。
【請求項７】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、
受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、
複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システムの受信局。
【請求項８】
無線回線を介して無線通信を行う１つ、または複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
前記複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、
前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、
前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システムの受信局。
【請求項９】
無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、
前記受信局は、
各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、
各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、
受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、
該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、
前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、
前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、
前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする無線通信システムの受信局。
【請求項１０】
前記復調回路は、各受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路およびまたは前記複数系統信号合成回路からの出力に対して受信処理を行うことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の無線通信システムの受信局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数の送信アンテナよりデータを送信し、複数の受信アンテナを用いて信号を受信し、各送受信アンテナ間の伝達関数をもとに受信側でデータの復調を行うことにより無線通信を実現する高速無線アクセスシステムである、無線通信システム及びその受信局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、2.4GHz帯または5GHz帯を用いた高速無線アクセスシステムとしえて、IEEE2.11g規格、IEEE2.11a規格などの普及が目覚しい。これらのシステムでは、最大で５４Mbpsの伝送速度を実現しているが、無線LANの普及に伴い、更なる伝送速度の高速化が求められている。そのための技術としては、ＭＩＭＯ（Multiple -Input Multiple -Output）通信技術が有力である。このＭＩＭＯ通信技術とは、送信局側において複数の送信アンテナから同一チャネル上で異なる独立な信号を送信し、受信局側において同じく複数のアンテナを用いて信号を受信し、各送信アンテナ／受信アンテナ間の伝達関数行列を求め、この行列を用いて送信局側で各アンテナから送信した独立な信号を推定し、データを再生するものである。
【０００３】
一方、ＭＩＭＯ通信の中には、空間での多重化を行うことによる伝送速度の向上以外に、ＳＴＢＣ（Space Time Block Coding：時空間符号化）の適用により、ふたつの送信アンテナから送信した信号に所定の符号化を行い、送信ダイバーシチ利得を稼ぐという利用方法がある。
ＳＴＢＣの原理は以下のとおりである。例えば、図６に示すように、無線送信装置１より２本の送信アンテナ＃１、＃２から送信した信号を、無線受信装置２における１本の受信アンテナ＃３を用いて受信する場合を考える。
【０００４】
まず、無線送信装置１より送信信号としてs0およびs1を 2 OFDMシンボルかけて送信すると仮定する。無線送信装置１の各送信アンテナから、まず第1送信アンテナ＃１より送信信号s0を、第２送信アンテナ＃２より送信信号s1を送信し、無線受信装置２の受信アンテナ＃３により受信された信号をr0とする。
次に、これに続くシンボルでは、それぞれの送信信号の複素共役である信号を用い、無線送信装置１の第1送信アンテナ＃１より送信信号−s1*（s1*の右肩の「*」は、s1の複素共役を表す）を、第２送信アンテナ＃２より送信信号s0*を送信し、無線受信装置２の受信アンテナ＃３により受信された信号をr1とする。受信した信号（r0,r1）と（s0,s1）の関係は上記の通りなので、第1送信アンテナ＃１と受信アンテナ＃３の間の伝達関数をh1、第２送信アンテナ＃２と受信アンテナ＃３の間の伝達関数をh2と表記すれば、
【０００５】
s0=（h1* r0 + h2 r1*）／C
s1=（h2* r0− h1 r1*）／C
C=(h1* h1 + h2* h2)
として無線受信装置２において送信信号s0及びs1を推定することが可能であると共に、Cに相当する受信利得を稼ぐことが可能である。これは、受信側のアンテナの本数を増やせば、それに比例して受信利得Cをさらに増大させることが可能である。
【０００６】
この原理を用いると、これまでのＳＩＳＯ(Single-Input Single-Output )通信での最低受信感度以下の劣悪なＳＮ比の環境でも通信が可能となるが、この場合に問題となるのはシンボルタイミングの検出方法である。
このＳＴＢＣは一種のダイバーシチ利得を得るための方法であり、同様に受信アンテナを冗長に備えることにより受信ダイバーシチ技術を用いても、ダイバーシチ利得を稼ぐことは可能である。この様に、ダイバーシチ利得を得るための具体的な方法には様々なバリエーションが存在するが、それらの技術においては正確なシンボルタイミングを得ることができることが前提となっている。
図７に、複数の受信アンテナを備えたＯＦＤＭシステムの構成を示す。この無線通信システムは、アンテナ１０−１、無線部１０−２、Ａ／Ｄ変換器１０−３、タイミング検出回路１０−４、ＦＦＴ処理部１０−５からなる第１の受信系統と、アンテナ２０−１、無線部２０−２、Ａ／Ｄ変換器２０−３、タイミング検出回路２０−４、ＦＦＴ処理部２０−５からなる第２の受信系統とを有している。
【０００７】
このように２つの受信系統がある場合に、あたかもＳＩＳＯ信号の様に各受信系統のタイミング検出回路１０−４、２０−４で個別にシンボルタイミングの検出を行い、それらの検出タイミングをタイミング判定回路３０により合成（例えば、タイミング検出回路１０−４、２０−４のうち早い検出タイミングを選択したり、遅い方を選択したり、検出タイミングを平均化したりする）して真のシンボルタイミングを推定する方法などがある（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】平他、“ＭＩＭＯ‐ＯＦＤＭシステムにおけるタイミング／周波数同期方式”，信学技報ＲＣＳ２００３‐２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した無線通信システムでは、それぞれの受信系統のシンボルタイミングの検出精度はＳＩＳＯ通信の場合と同じであり、どちらか一方の受信系統でシンボルタイミングの検出ができなくても、他方の受信系統でシンボルタイミングの検出ができれば救済可能であるという効果を期待するものである。
しかしながら、もともと受信レベル的にタイミング検出の限界の領域であるならば、両方の受信系統においてタイミング検出不可となる可能性が高いという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シンボルタイミングを高い確率で検出することができる無線通信システム及びその受信局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、該タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、前記復調回路は、各受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路およびまたは前記複数系統信号合成回路からの出力に対して受信処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、該タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行うタイミング検出回路と、複数の該タイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、前記複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムの受信局において、前記受信局は、各受信アンテナ毎に個別に受信処理を行う無線部と、各受信系統毎にアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と、各受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの複素信号としての出力信号を所定の複素位相だけシフトさせる１つまたは複数の位相シフト回路と、受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路からの出力または前記位相シフト回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算ないしは減算により合成した信号を生成する複数の複数系統信号合成回路と、該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行う第１のタイミング検出回路と、前記受信系統毎の該Ａ／Ｄ変換回路からの出力に対してシンボルタイミング検出を行う第２のタイミング検出回路と、前記第１、第２の複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをもとに全体としてのシンボルタイミングを決定するタイミング判定回路と、前記タイミング判定回路からの判定結果をもとに各受信系統のシンボル毎の受信処理を行う復調回路とを有することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６乃至９のいずれかに記載の無線通信システムの受信局において、前記復調回路は、各受信系統毎の前記Ａ／Ｄ変換回路およびまたは前記複数系統信号合成回路からの出力に対して受信処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムにおいて、各受信系統毎の出力ないしは、その位相シフトを行った出力に対し複数系統信号合成回路により所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成し、タイミング検出回路により該複数系統信号合成回路毎にシンボルタイミング検出を行い、該複数のタイミング検出回路からの出力である検出シンボルタイミングをタイミング判定回路により合成して全体としてのシンボルタイミングを決定するようにしたので、シンボルタイミングを高い確率で検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の各実施形態に係る無線通信システムは、無線回線を介して無線通信を行う１つまたは複数の送信アンテナを備えた送信局および複数の受信アンテナを備えた受信局により構成される無線通信システムである。本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの構成を図１に示す。図１では、上記無線通信システムの受信局のみの構成を示している。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係る無線通信システムは、アンテナ１−１、無線部１−２、Ａ／Ｄ変換回路１−３、加算器３、タイミング検出回路１−４及びＦＦＴ処理部１−５からなる第１の受信系統と、アンテナ２−１、無線部２−２、Ａ／Ｄ変換回路２−３、減算器４、タイミング検出回路２−４及びＦＦＴ処理部２−５からなる第２の受信系統と、タイミング判定回路５とを有している。
ＦＦＴ処理部１−５の出力端には、図示してない復調回路＃１が、ＦＦＴ処理部２−５の出力端には、図示してない復調回路＃２が、それぞれ接続されている。
無線部１−２、２−２は、受信信号の初期増幅、及び無線周波数の信号の周波数変換等の処理を行う機能を有している。
【００２３】
上記構成において、無線部１−２、２−２は、それぞれ、各受信アンテナ１−１、２−１より受信した信号について個別に受信処理を行う。
Ａ／Ｄ変換回路１−３、２−３は、それぞれ受信系統毎に無線部１−２、２−２から入力された受信信号であるアナログ信号からディジタル信号に変換する。
加算器３は、第１の受信系統のＡ／Ｄ変換回路各１−３の出力と、第２の受信系統のＡ／Ｄ変換回路２−３の出力とを加算し、タイミング検出回路１−４に出力する。
【００２４】
減算器４は、第１の受信系統のＡ／Ｄ変換回路各１−３の出力から第２の受信系統のＡ／Ｄ変換回路２−３の出力を減算し、タイミング検出回路２−４に出力する。
本実施形態では、説明の便宜上、受信系統を２つとしているが、受信系統の数は、２つ以上の複数系統で構成してもよいことは勿論である。加算器３及び減算器４は、各受信系統に設けられたＡ／Ｄ変換回路からの出力に対し所定の組み合わせで加算または減算により合成した信号を生成する、本発明の複数系統信号合成回路に相当する。
【００２５】
タイミング検出回路１−４は、加算器３の出力毎にシンボルタイミング検出を行う。タイミング検出回路２−４は、減算器４の出力毎にシンボルタイミング検出を行う。
タイミング判定回路５は、複数のタイミング検出回路１−４、２−４からの出力である検出シンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定し、決定したシンボルタイミングをＦＦＴ処理部１−５、２−５に出力する。
ここでの検出シンボルタイミングの合成とは、先にも述べたように、例えばタイミング検出回路１−４、２−４のうち早い検出タイミングを選択したり、遅い方を選択したり、検出タイミングを平均化したりすることを意味する。
一方、加算器３、減算器４よりそれぞれ出力される２つの受信系統の受信信号は、タイミング検出回路１−４、２−４からそのままスルー状態で出力され、ＦＦＴ処理部１−５、２−５に入力される。
【００２６】
ＦＦＴ処理部１−５、２−５は、タイミング検出回路１−４、２−４からスルー状態で出力された受信信号、すなわち、第１の受信系統の出力と第２の受信系統の出力を加算した信号、または第１の受信系統の出力から第２の受信系統の出力を減算した信号に対して、タイミング判定回路５から出力されるシンボルタイミングに基づいてＦＦＴ演算処理し、図示してない復調回路＃１、＃２にそれぞれ、出力する。復調回路＃１、＃２では、それぞれ、ＦＦＴ処理部１−５、２−５の演算出力に基づいて受信系統毎にシンボル毎の復調処理を行う。
【００２７】
本発明の第１実施形態に係る無線通信システムによれば、第１の受信系統の出力と第２の受信系統の出力を加算した信号、または第１の受信系統の出力から第２の受信系統の出力を減算した信号についてシンボルタイミングを検出するようにしているので、シンボルタイミングの検出を行ういずれか一方の受信信号は、同相で合成される可能性が高くなり、２つの受信系統で同時にシンボルタイミングを検出ができない状態となる確率を減少させることができる。すなわち、シンボルタイミングを高い確率で検出することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの構成を図２に示す。本発明の第２実施形態に係る無線通信システムが図１に示した第１実施形態に係る無線通信システムと構成上、異なるのは、ＦＦＴ処理部１−５、２−５以降の受信処理において、受信処理の対象とする信号を２つの受信系統の信号を合成せずに、そのまま各受信系統（ＦＦＴ処理部１−５または２−５以降）に出力するようにした点であり、その他の構成は同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００２９】
つぎに、本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの構成を図３に示す。本発明の第３実施形態に係る無線通信システムが図２に示した本発明の第２実施形態に係る無線通信システムと構成上、異なるのは、第１の受信系統の出力と第２の受信系統の出力を加算した信号、または第１の受信系統の出力から第２の受信系統の出力を減算した信号についてシンボルタイミングを検出するタイミング検出回路１−４、２−４に加えてさらに、第１、第２の受信系統におけるＡ／Ｄ変換回路１−３、２−３の出力からシンボルタイミングの検出を行うタイミング検出回路１−６、２−６を設け、これらのタイミング検出回路１−４、２−４、１−６、２−６により検出されたシンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定し、決定したシンボルタイミングをＦＦＴ処理部１−５、２−５に出力するようにした点であり、他の構成は第２実施形態に係る無線通信システムと同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
なお、本実施形態では、タイミング検出回路１−６、２−６からＦＦＴ処理部１−５、２−５にはＡ／Ｄ変換回路１−３、２−３の出力信号がそのままスルー状態で出力されるようになっている。
本発明の第３実施形態に係る無線通信システムによれば、第１の受信系統の出力と第２の受信系統の出力を加算した信号、または第１の受信系統の出力から第２の受信系統の出力を減算した信号についてシンボルタイミングを検出するタイミング検出回路１−４、２−４に加えてさらに、第１、第２の受信系統におけるＡ／Ｄ変換回路１−３、２−３の出力からシンボルタイミングの検出を行うタイミング検出回路１−６、２−６を設け、これらのタイミング検出回路１−４、２−４、１−６、２−６により検出されたシンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定するようにしたので、シンボルタイミングの検出精度の向上が図れる。
【００３１】
次に、本発明の第４実施形態に係る無線通信システムの構成を図４に示す。本発明の第４実施形態に係る無線通信システムが、図２に示した本発明の第２実施形態に係る無線通信システムと構成上、異なるのは、第１、第２の受信系統におけるＡ／Ｄ変換回路１−３、２−３の出力に対し、加算器３を用いて第１、第２の受信系統の信号を合成した信号に対するタイミング検出回路１−４と減算器４を用いて第１、第２の受信系統の信号を合成した信号に対するタイミング検出回路２−４に加え、新たに2種類の信号の合成を行い、それぞれにタイミング検出回路１−７及び２−７を設け、これらのタイミング検出回路１−４、２−４、１−７、２−７により検出されたシンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングをタイミング判定回路５において決定するようにした点である。
【００３２】
この際、新たな2種類の信号の合成を実現するために、第1の受信系統に対し複素位相をπ/2シフトする位相シフト回路１−９を設け、この信号と第2の受信系統の信号を加算器７を用いて合成し、この信号に対しタイミング検出回路１−７でタイミング検出を行う。同様に、第1の受信系統に対し複素位相を3π/2シフトする位相シフト回路2−９を設け、この信号と第2の受信系統の信号を加算器8を用いて合成し、この信号に対しタイミング検出回路2−７でタイミング検出を行う。以上が相違点であり、その他の構成は同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３３】
ここで、複素位相のシフトを行う位相シフト回路１−９及び２−９の説明を追加しておく。通常、無線通信においては送受信信号は複素数で表現され、その実数部と虚数部は、I及びQチャネル（以降、I-ch及びQ-chと表記する）として表現される。送信側においては、受信した信号を位相をπ/2だけシフトして受信処理をすることでI-chとQ-chを分離する。この処理は直交検波と呼ばれ、通常、無線部１−２及び２−２において処理が実施される。この様にして、無線部１−２及び２−２から出力されるアナログ信号は複素数として扱われ、A/D変換回路１−３及び２−３では、通常、それぞれ位相がπ/2だけシフトした2系統の信号に個別にA/D変換を行い、その結果としてA/D変換回路１−３及び２−３からの出力信号は複素数表示されたものとなる。位相シフト回路１−９及び２−９が行う処理は、その複素数表示された信号に対して、複素位相をシフト（回転）させる処理を意味している。
【００３４】
さらに言えば、減算器４で行う第1と第2の受信系統の信号の減算処理は、一方の信号系統の複素位相を反転、即ちπだけシフトしたものに相当する。同様に加算器３で行う処理は、複素位相のシフトがゼロとして加算したことに相当する。より一般化して言えば、複数の受信系統の信号に対し、複素位相を任意の値だけシフトして合成した信号を複数系統生成し、それぞれ個別にタイミング検出処理を行い、それぞれのタイミング検出回路からの検出タイミングを合成することでシンボルタイミングを決定することが可能である。
【００３５】
本発明の第４実施形態に係る無線通信システムでは、複数（本発明の実施形態は２系統）の受信系統に対して受信信号を適宜、複素位相をシフトさせて加算し、様々な位相のシフト量（ここでは等価的に位相シフトは０、π/2、π、3π/2に相当）に対して合成した信号についてシンボルタイミングを個別に検出し、検出したシンボルタイミングを合成して真のタイミングをタイミング判定回路により推定するようにしても、第２実施形態に係る無線通信システムと同様の効果が得られる。
なお、本実施形態では、２つ受信系統（Ａ／Ｄ変換回路の出力）の位相シフト量を０、π/2、π、3π/2としたが、その他に2π/3、4π/3…と複数のシフト量を設定することにより個別にタイミング検出することも可能である。
【００３６】
つぎに、本発明の第５実施形態に係る無線通信システムの構成を図５に示す。本発明の第５実施形態に係る無線通信システムが図４に示した本発明の第４実施形態に係る無線通信システムと構成上、異なるのは、シンボルタイミングを検出するタイミング検出回路１−４、２−４および１−７、２−７に加えてさらに、第１、第２の受信系統におけるＡ／Ｄ変換回路１−３、２−３の出力からシンボルタイミングの検出を行うタイミング検出回路１−６、２−６を設け、これらのタイミング検出回路１−４、２−４、１−７、２−７、１−６、２−６により検出されたシンボルタイミングを合成して全体としてのシンボルタイミングを決定し、決定したシンボルタイミングをＦＦＴ処理部１−５、２−５に出力するようにした点であり、他の構成は第４実施形態に係る無線通信システムと同様であるので、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態では、第２実施形態に対する第３実施形態の差分と同様に、より多くのタイミング検出回路の情報を用いることにより、より高い確率でシンボルタイミングを精度良く検出することができる。
【００３７】
なお、以上の説明においてはＦＦＴ処理部＃１（１−５）、ＦＦＴ処理部＃２（２−５）に後続する復調回路＃１及び復調回路＃２の動作については詳細な説明を行わなかったが、それぞれが完全に独立に動作する場合や、各系統の信号をＭＩＭＯ及びＳＴＢＣないしは受信ダイバーシチにおける最大比合成等の処理において相互に関連付けて処理する場合など、如何なる動作を行う場合であっても本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第４実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図５】本発明の第５実施形態に係る無線通信システムの構成を示すブロック図。
【図６】ＭＩＭＯ通信技術にＳＴＢＣを適用した場合の原理を示す説明図。
【図７】ＭＩＭＯ通信技術を適用した無線通信システムの構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３９】
１−１、２−１…アンテナ、１−２、２−２…無線部、１−３、２−３…Ａ／Ｄ変換回路、１−４、１−６、２−４、２−６、１−７、２−７…タイミング検出回路、１−５、２−５…ＦＦＴ処理部、３、６、７、８…加算器。４…減算器、５…タイミング判定回路、１−９、２−９…位相シフト回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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